Клетки вместо кардиостимулятора: сложно, опасно, но возможно
Внедренные в медицинскую практику в 1970-х годах электронные водители сердечного ритма спасли жизни миллионам пациентов с нарушениями сердечной деятельности. Однако, несмотря на постоянное усовершенствование, используемым приспособлениям еще далеко до совершенства. Их установка невозможна без хирургического вмешательства, питающие их батареи разряжаются, а идущие от них к имплантату провода выходят из строя.
Ученые Колумбийского университета (Нью-Йорк), работающие под руководством доктора Майкла Роузена (Michael Rosen), уже в 2001 году начали работу над перспективной биологической альтернативой электронным водителям ритма.
Идея заключается в восстановлении способности сердца к сокращениям посредством встраивания в клетки регионов сердца, не способных к регулярным сокращениям, генов, необходимых для функционирования части кардиомиоцитов в качестве пейсмекеров (водителей ритма) – нескольких участков сердечной мышцы, подающих на соседние участки электрические импульсы. Благодаря им сердце способно сокращаться и в отсутствие команд нервной системы.
По словам Роузена, электронные водители ритма являются очень ценным изобретением, и разрабатываемая методика предназначена не для замещения электронных устройств, а в качестве альтернативного метода лечения.
Сначала авторы использовали для встраивания в клетки необходимого гена аденовирус, инфицированные которым клетки (в условиях клеточной культуры) начинали сокращаться и формировать пульсирующий электрический ток.
Тестирование методики на собаках с медленным сердечным ритмом также увенчалось успехом. Встраивание терапевтического гена в клетки сердца животных увеличивало скорость сокращений сердца с 25-40 до 60 ударов в минуту. Полученные результаты заинтересовали крупную компанию по производству водителей ритма Guidant, в настоящее время входящую в состав Boston Scientific, заключившую с учеными небольшой контракт на дальнейшие исследования.
Использование вызывающего простуду аденовируса для доставки генов имеет свои недостатки. Вирус заставляет инфицированную клетку воспринимать встроенный ген как свой собственный, однако этот эффект сохраняется в течение всего нескольких недель. Кроме того, смертельные исходы при проведении клинических испытаний генной терапии с использованием аденовируса свидетельствуют о небезопасности этого подхода.
В 2002 году авторы предложили встраивать гены-водители ритма в геном взрослых стволовых клеток с помощью методики, не требующей использования вирусов, после чего вводить генетически модифицированные клетки в сердце. Оставалось опасение, что модифицированные клетки не интегрируются в нужные участки сердечно мышцы, а распространятся по прилежащим тканям с формированием случайных очагов сокращений. К счастью, наблюдение в течение шести недель за собаками, которым вводили такие клетки, показало, что модифицированные клетки ведут себя именно так, как положено.
На сайте The Wall Street Journal можно просмотреть два коротких ролика, на которых видно, как сокращаются клетки крысиного сердца до введения клеток-водителей ритма и после экспериментальной процедуры.
В качестве меры предосторожности исследователи продемонстрировали, что гиперактивность таких клеток можно подавлять с помощью препарата ивабрадина (ivabradine), разрешенного в Европе для замедления сердечного ритма. На этом этапе Boston Scientific выделила пятилетний грант на продолжение исследовательской работы, в рамках которого ученые работают уже более трех лет.
При проведении работы авторы придерживаются принципа предупреждения возможных проблем. В настоящее время они работают с тремя клеточными линиями, выделенными специалистами компании Cambrex и прошедшими скрининг на маркеры возможных сбоев дифференцировки и вероятности запуска механизмов самоуничтожения.
Следующим этапом работы запланированы годичные клинические испытания на собаках, требующие дополнительного финансирования. Университетский офис по передаче технологий уже составил бизнес-план создания дочерней компании и начал поиск инвесторов.
Над созданием различных биологических водителей ритма работают и другие исследовательские группы, однако все они проявляют большую осторожность. Энтузиазм исследователей несколько ослаб после гибели нескольких участников клинических испытаний различных методов генной терапии. Более того, существующие электронные устройства работают достаточно хорошо и разработчики предпочитают прекращение работы нанесению вреда участникам испытаний.
Однако в случае получения положительных результатов предварительных испытаний, преимущества биологических водителей ритма перед электронными очевидны.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам Wall Street Journal
28.04.2008